Ротационная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: в корпусе с торцевыми крышками с впускным и выпускным окнами эксцентрично размещен ротор с радиальными пазами. В пазах с образованием рабочих камер установлены разделительные лопасти, имеющие опорные цапфы, взаимодействующие с подшипниками. Подшипники размещены в крышках. Роликовые узлы поджатая выполнены в виде подпружиненных поршней, подпоршневые полости которых сообщены каналами с рабочими камерами со стороны впускного окна. Ролики размещены в надпоршневых полостях с возможностью постоянного контакта с поршнем . Каналы выполнены в роторе. Ролики взаимодействуют с боковой поверхностью лопастей. В каждой лопасти выполнены сообщенные между собой канал и расточка, расположенная со стороны ротора. Поршень размещен в расточке с возможностью взаимодействия ролика с боковой стенкой паза. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОГ1 И САН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛВТОРС ОМ СВИДЕТЕЛЬСТВ / (21) 4870810/29 (22) 02.10.90 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Институт механики машин АН ГССР (72) А.И.Майсурадзе, И.Я.Джебашвили и

Т.M. Натриашвили (56) Патент Великобритании М 1095340, кл. F 01 С1/02, 1966.

Авторское свидетельство СССР

N1301987,,кл. F01 С 1/32,,1981. (54) РОТАЦИОННАЯ МАШИНА (57) Сущность изобретения; в корпусе с торцевыми крышками с впускным и выпускным окнами эксцентрично размещен ротор с радиальными пазами. В пазах с образованием рабочих камер установлены разделительИзобретение относится к машиностроению, в частности, к ротационно-лопастным машинам и может быть использовано в качестве расширительных. машин (пневматических, паровых, ДВС), а также компрессоров и насосов.

Известна ротационно-лопастная машина объемного расширейия; содержащая корпус с рабочим цилиндром, эксцентрично расположенный в нем ротор, в радиальных пазах которого размещены лопасти, шарнирно связанные с валом машины, который в свою очередь кон центрично установлен по отношению цилиндра корпуса. Благодаря этому в процессе работы машины предотв„„ Ы„„1781461 А1 (sl)s F 04 С 2/344, F 01 С 1/344

2 ные лопасти, имеющие опорные цапфы, взаимодействующие с подшипниками. Подшипники размещены в крышках. Роликовые узлы поджатия выполнены-в виде подпружиненных поршней, подпоршневые поло сти которых сообщены каналами с рабочими камерами со стороны впускного окна, Ролики размещены в надпоршневых полостях с возможностью постоянного контакта с поршнем. Каналы выполнены в роторе. Ролики . взаимодействуют с боковой поверхностью лопастей. В каждой лопасти выполнены сообщенные между собой канал и расточка, расположенная со стороны ротора, Поршень размещен в расточке с возможностью взаимодействия ролйка с боковой стенкой паза. 2 3 и. ф-лы, 3 ил.

ОО ращается под действием инерционных центробежных сил прижатиелопастей к.рабоче- . Ь му цилиндру. ": . 0

При этом герметизация рабочей камеры осуществляется с помощью роликовых уплотнительных элементов, размещенных в вершинах лопастей, к которым по каналам, выполненным в теле лопасти, подводится смазочная жидкость, С целью нормального функционирования при данной кинематической связи рабочего звена вал-лопасть-ротор, с обеих сторон лопасти установлены шарнирные цилиндрические вставки (оснащенные подпружиненными пластинами), которые в про1781461 цессе вращенйя рбторй проворачиваются на определенный угол (в зависимости от величины эксцентриситета и других геометрических размеров машины) от воздействия лопасти, 5 . 8 данном конструктивном решении, кроме основных силовых лопастей для повышения,герметичности рабочей камеры в зоне сжатия и воспламенения рабочей смеси, 3Гп йзах ротора установлены дополни- 10 тельнйе подйружиненнфе уплЫнительные пластийы. ДХя увеличения усилия прижатия к цилиндру корпуса иэ рабочих камер по каналам, выполненным в роторе, под уплотнительнае пространство подводится газ 15 под давлением, Положительным качеством данной конструщии машины следует отнестй отсутст-вие отгя жки лайз сги и ри вращенйй ротора, т.е. сохранение постоянства зазора между 20 вершинами лопастей и цилиндром корпуса машины, что значительно облегчает усилия работы радиальных уплотйительнь1х эле- ментов вершин лопастей Йз- за "ат3фЮвия возвратно-поступательного перемещения. 25

К недостаткам данной машины следует отнестй сложность конструкции, недостатачйуа технологичность йэготовления и понижен ную йадежн ость работы.

В частности тяжелые условия ааботы 30 шарнирйых цилийдрических элементов, размещенных в роторе в результате воздей-, ствйя инерционных сил, чтой рйМдй1 Кувели- " чению потерь на трение и износ деталей, предложенное сочленение лопастей с ва- 35 лом машины при постоянной угловой скорости вращения ротора приводит к возникновению неравномерной угловой скорости вращения лопастей, проявляюще-. муся в периодическом сближении и расхож- 40 дении их в процессе работы машины (с изменением величины угла между лопастями), и, таким образом, возбуждении значительных инерционных сил, чта отри@агельно отражается на динамике си- 45 ловаго механизма машины.

Известна также ротационно-лопастная машина объемнбго расйи ЖНия, содержащая корпус, боковые крышки, эксцентрично расНЬМженный ротор с жестко связанными 50 с ним торцевыми дисками, в радиальных пазах "которого:размещены лопасти с опорными цапфами, опирающимися посредствой"роликов на внутренние обоймыограничительных подшипников; устанав- 55 лейййх в расточках, выполненных в боковых крышках корпуса. С цель1о йсключения перекосов лопастей торцевые диски снабжены направляющими пазами, в которых размещены другие ролики иэ каждой пары насаженных на цапфы лопастей, а ротор снабжен цилиндрическими расточками, и в них установлены опорные катки, контактирующие с верхней частью лопасти.

Данное изобретение направлено на снижение трения в контактной зоне деталей лопасть-паэ ротора. Вместе с тем, предложенное техническое решение свлзано с большими технологическими трудностями, т;к. в случае отклонения ат заданных жестi<èx допусков на изготовление и по мере износа деталей механизм устранения перекоса лопастей становится малоэффективным.

Целью изобретения является повышение долговечности путем уменьшения перекоса лопастей и снижения удельных контактных нагрузок, роликовые узлы поджатия выполнены в виде подпружиненных поршней, поршневые полости которых сообщены посредством каналов с рабочими камерами со стороны впускного окна, а ролики размещены в надпаршневых полостях с возможностью постоянного контакта c . поршнем.

Поставленная цель достигается тем, чта в известной ротационно-лопастной машине обьемнога расширения, содержащей корпус, эксцентрично расположенный в нем ротор, в радиальных пазах которого размещены лопасти со снабженными опорными цапфами, опирающимися посредством" роликов на внутренние обоймы ограничительных подшипников, в сегментах ротора выполнены отверстия, в которых установлены прижимные поршни лопастей с роликовыми элементами.

B связи с тем, что при данном конструктивном решении глубина размещения прижимного поршня в пазу ротора лимитируется высотой выдвижения нижней части лопасти, от которой непосредственно зависит плечо приложения поворотного усилия (котарае приблизительно равно половине высоты лопасти), предлагается длл повышения эффективности прижимного механизма лопасти поршни разместить, непосредственно в самой лопасти у нижнего торца.

При этом для первого и второго вариантов;подвод газа к прижимным поршнлм осуществляется Ro каналам, выполненным соответственно в роторе и лопастях со стороны камер высокого давления.

На фиг.1 изображен продольный разрез- " ротационно-лопастной машины объемного расширения; на фиг;2 — разрез А-А на.: фиг.1 с прижимными поршнями, расположенными в сегментах ротора; на фиг,З вЂ” то . же, в лопастях.

1781461

Ротационно-лопастная машина абьем- 8 зависимости от конструктивных осоного расширения содержит корпус 1 со бенностей и рабочих параметров машины вставленной гильзой 2, в которых выполне- определяются диаметральные размеры и ны входной 3 и выходной 4 каналы рабочего глубина размещения поршней в роторе или . тела, боковые крышки корпуса 5 с цилинд- 5 лопастях, а также их количество. рическими расточками 6, в которые вставле-, Данное техническое решение обеспечики качения 7 (скольжения), вдет на всех режимах работы машины в наны подшипники кач ни асши ение: эксцентричнорасположенныйвкорпусеро- -иболее нагруженнои зоне р р тор В с валом 9, лопасти 10, размещенные в устранение или значительное уменьшение радиальных пазах ротора 11 и снабженные 10 линейных контактных нагрузок и переход на уплотнительными пластинами 12, а также поверхностные контактныенагрузки между опорными цапфами 13, на которые посаже- . трущимися "парами лопасть-паз ротора и, ны ролики 14, рабочие камеры машины 15, как следствие, увеличение долговечности и прижимные поршни 16. вставленные в от- надежности машины. верстия 17 ротора, пру>кины поршней l8.,15 Вместе с тем, когда выдвижение лопа-. стопор ы ные элементы поршней в виде втулок стей иэ паза ротора осуществляется посред19 с калиброванными отверстиями 20 и ро- ством цапф, размещенных в на р щ и авляю их лики 2 1 "поршнеи. канавках, выполненных в боковых крышках

Второй вариант конструктивного ис- корпуса, имеется полная гарантия тому, чта полнения ротационно-лопастной машины, 20 при работе прижимногоустройствалопасти. когда прижимные поршни размещены в са-., не застрянут в пазах ротора. мой лопасти, представлен на рис,1 и 3. В Ф ар мула и за б рете ни я данном случае машина содержит. поршни, 1. Ротационная машина, содержащая

16, вставленные в отверстия 17, которые: корпус с торцевыми крышками и впускным аналогично первому варианту оснащены 25 и выпускным окнами, эксцентрично размепружинами 18 и роликами 19. К поршням по щенный в корпусе ротор с радиальными паканалам 20 подводится газ иэ камер маши- зами, в которых с образованием рабочих ны со стороны высокого давления.. камер установлены разделительные лопаПосле ввода рабочего тела(гаэ, пар) по сти, имеющие опорные цапфы; взаимодейвходному кайалу 3 в камеру 15 образую- 30 ствующие с подшипниками, размещенными в щи и в ся ней перепаддавления васпринима-. торцевых крышках, и роликовые узлы под° ется выступающей за наружный жатия лопастеи к боковым стенкам и диаметральный разрез ротора 8 торцевой о т л и ч д ю щ а я с я тем, что, с целью поверхностью лопасти 10 и передается ро- повышения долговечности путем уменьшетору в виде крутящего момента. 35 ния перекоса лопастей и снижения удельС целью сосредоточения приложенной ных контактных нагрузок, роликовые узлы поворотной силы лопасти и .устранения поджгтия выполнены в виде подпружиненутечки рабочеготела, газовые силы иэ камер - ных поршней, подпоршневые полости котов процессе расширения воздействуют на рых сообщены посредством каналов с лопасть посредством поршней 16> раэме- 40 рабочими камерами со стороны впускного щенных в отверстиях 17, выполненных в окна, а ролики размещены в надпоршневых теле ротора 8. Чтобы предотвратить удары полостях с возмоЖностью постоянного конпоршней с лопасти вследствие газовых сил, такта с поршнем. предусмотрено предварительное прижатие 2. Машина по п.1, о т л и ч а щ п1 отличающаяся поршнейспомощьюпружин18сминималь- 45 тем, что каналы выполнены в роторе, а порНо необходимым усилием, Пружины 18 за- шниустановлены вканалахсвоэможностью стопорены в отверстиях ротора втулками 19 взаимодействия роликов с боковой поверхс калиброванными отверстиями 20, через настьюлопастей, которые газовыми силами осуществляется 3. Машина по п..1, отличающаяся передача усилии на пор усилий на поршнях 16, 50 тем, что в каждой лопасти выполнены сообC целью снижения потерь на трение в щенные между собой канал ирасточка, при пр оцессе прижатия поршней 16 на лопасти этом последняя выполнена со стороны роили лазы ротора, передача усилия осущест- тора, а поршень размещен в расточке с озч возвляется посредством роликов, установлен- . можностью взаимодействия ролика с ных в поршнях 21 и 19. 55 боковой стенкой паза.

1781461

1781461

1781461

Редактор M.Âàñèëüåaà . Техред M.Моргентал

Корректор П,Гереши

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4264 : Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35. Раушская наб., 4/5